変化する気候に合わせて変化するインフラ

気候変動が地球に打撃を与え始めると、私たちの社会のインフラストラクチャは、いくつかの深刻な変化を経験する必要があります. インフラストラクチャには、交通手段、電力と水の供給、下水と廃棄物のシステムなどが含まれます。 ただし、気候変動の問題は、同じように単一の場所に影響を与えるわけではないということです. これは、干ばつ、海面上昇、洪水、竜巻、極端な暑さや寒さ、嵐などの問題に対処するためのさまざまなスタイルが存在することを意味します.

この記事では、将来の耐候性インフラストラクチャのさまざまな戦略の概要を説明します。 ただし、個々の場所は、それぞれのニーズに最適なソリューションを見つけるために、独自のサイト固有の調査を行う必要があることに注意してください.

輸送手段

道路 それらはそのまま維持するのに費用がかかりますが、洪水、降雨、熱、霜による被害が増えると、道路の維持費がさらに高くなります. 降水や洪水が問題となる舗装道路は、余分な水をすべて処理するのに苦労します。 現在の素材の問題点は、自然の景観とは異なり、ほとんど水を吸収しないことです。 そして、どこへ行くかわからないこの余分な水がすべてあり、最終的には通りや都市を氾濫させます. 追加された降水量は、舗装された道路の道路標示にも損傷を与え、未舗装の道路ではより多くの浸食を引き起こします。 の EPAの報告 この問題は、米国内のグレート プレーンズ地域で特に劇的であり、3.5 年までに最大 2100 億ドルの修理費用が必要になる可能性があります。

極端な暑さがより懸念される場所では、高温により舗装された道路がより頻繁にひび割れし、より多くのメンテナンスが必要になります. 舗装はまた、より多くの熱を吸収し、都市をこれらの非常に強烈で危険なヒート スポットに変えます。 これを念頭に置いて、気温が高い場所では「クールな舗装に設立された地域オフィスに加えて、さらにローカルカスタマーサポートを提供できるようになります。」

現在と同じ量の温室効果ガスを排出し続けると、EPA は、2100 年までに米国内の道路の適応コストが最大になる可能性があると予測しています。 10億ドルにもなる. この推定には、海面上昇や嵐による洪水によるさらなる被害も含まれていないため、さらに高くなる可能性があります。 しかし、温室効果ガスの排出に関する規制が強化されれば、これらの損害のうち 4.2 億ドルから 7.4 億ドルを回避できると彼らは見積もっています。

橋と高速道路。 これら XNUMX つの形式のインフラストラクチャは、沿岸都市や低海抜都市で最も大きな変化を必要とします。 嵐が激しくなるにつれて、橋や高速道路は、余分な風や水によるストレスと、一般的な経年劣化の両方から、より脆弱になるリスクがあります。

特に橋の場合、最大の危険は 洗掘. これは、橋の下を高速で移動する水が、その基礎を支える堆積物を洗い流すときです。 雨が増え、海面が上昇して水域が絶えず拡大しているため、洗掘はますます悪化しています。 EPA が将来的にこの問題に対処するために提案している XNUMX つの現在の方法は、橋の基礎を安定させるために岩石と堆積物を追加することと、橋全体を強化するためにコンクリートを追加することです。

公共交通機関。 次に、市バス、地下鉄、電車、地下鉄などの公共交通機関について考えてみましょう。 二酸化炭素の排出量を削減することを期待して、より多くの人々が公共交通機関を利用するようになります。 都市内では、移動するためのバスや鉄道の路線が増え、バスや電車の総量が増えて、より多くの人々に対応できるようになります。 しかし、将来的には、特に洪水や猛暑など、公共交通機関にとって恐ろしい可能性が数多くあります。

洪水により、トンネルや鉄道の地下輸送が被害を受けます。 最初に浸水する場所は最も低い地面であるため、これは理にかなっています。 次に、地下鉄や地下鉄などの交通手段が使用する電線を追加すると、明らかに公共の危険が生じます。 実際、この種の洪水はすでに次のような場所で見られ始めています。 ニューヨーク市、ハリケーン・サンディから、そしてそれは悪化するだけです。 返信 これらの脅威には、雨水を減らすために高い換気格子を建設する、擁壁などの保護機能を構築する、場所によっては輸送インフラの一部を脆弱性の低い地域に移転するなどのインフラの変更が含まれます。

猛暑といえば、夏のラッシュアワーに都市の公共交通機関を利用したことがありますか。 ヒントをあげましょう: 面白くないです。 エアコンがあっても（ない場合が多い）、これだけ人が詰め込まれていると、なかなか気温を下げることができません。 この量の熱は、公共交通機関に乗っている人々の熱疲労など、多くの実際の危険につながる可能性があります. この問題を軽減するには、インフラストラクチャの混雑を緩和するか、空調を改善する必要があります。

最後に、極端な暑さが原因であることが知られています 座屈レール、「ヒート キンク」としても知られる、レール ラインに沿った。 これらはどちらも列車の速度を低下させ、輸送のために追加のより高価な修理を必要とします。

航空輸送。 飛行機の移動に関して考慮すべき最大のことの XNUMX つは、操作全体が天候に比較的左右されることです。 このため、航空機は、猛暑と激しい嵐の両方に対する耐性を強化する必要があります。 その他の考慮事項は、実際の飛行機の滑走路です。多くの滑走路は海面に近く、洪水の影響を受けやすいためです。 高潮により、より多くの滑走路が長期間使用できなくなる可能性があります。 これを解決するために、より高い構造で滑走路を引き上げるか、主要空港の多くを移転するかのいずれかを開始する可能性があります。 

海上輸送。 海面の上昇と海岸での暴風雨の増加により、港や港にもいくつかの特別な変化が見られます。 海面上昇を許容するためだけに、一部の構造物を高くするか、強化する必要があるでしょう。

エネルギー

エアコンと暖房。 気候変動により暑さが新たな極限に達したため、空調の必要性が急増しています。 世界中の場所、特に都市は、エアコンなしでは致命的な温度まで加熱されています. による 気候・エネルギーソリューションセンター、「極端な暑さは米国で最も致命的な自然災害であり、ハリケーン、雷、竜巻、地震、洪水を合わせたよりも平均して多くの人が亡くなっています。」

残念ながら、このエネルギー需要が高まるにつれて、エネルギーを提供する私たちの能力は低下しています。 私たちの現在のエネルギー生産方法は、人間が引き起こした気候変動の主な原因の XNUMX つであるため、私たちはこのエネルギー使用の悪循環に陥りつつあります。 私たちの希望は、より多くのエネルギー需要を供給するために、よりクリーンな資源に目を向けることにあります.

ダム。 ほとんどの場所で、将来のダムに対する最大の脅威は、暴風雨による洪水と決壊の増加です。 干ばつによる水の流れの不足は、場所によっては問題になる可能性がありますが、 ノルウェー科学技術大学 「干ばつの期間と不足量の増加は、発電や貯水池の運用に影響を与えない」ことを示しました。

一方で、この研究はまた、暴風雨の増加に伴い、「[a] ダムの全水文学的崩壊確率は、将来の気候で増加する」ことも示しました。 これは、ダムが水で過負荷になり、オーバーフローまたは破損したときに発生します。

また、講演会では、 4月XNUMX日 海面の上昇について話し合う、ウィリアムとメアリーの法学教授、 エリザベス・アンドリュース、これらの効果がすでに起こっていることを示しています。 彼女の言葉を引用すると、「1999 年 13 月にハリケーン フロイドが [バージニア州タイドウォーター] を襲ったとき、XNUMX のダムが決壊し、さらに多くのダムが損傷を受けました。その結果、バージニア ダムの安全法が改正されました。」 したがって、暴風雨の増加に伴い、ダムの安全インフラにさらに多くを投入する必要があります.

グリーンエネルギー。 気候変動とエネルギーについて話すときの大きな問題は、化石燃料の使用です。 私たちが化石燃料を燃やし続ける限り、気候変動を悪化させ続けるでしょう。

これを念頭に置いて、クリーンで持続可能なエネルギー源が不可欠になるでしょう。 これらには、使用が含まれます 風, 太陽, 地熱の ソース、およびエネルギー回収をより効率的でアクセスしやすいものにするための新しいコンセプト。 ソーラーボタニックグリーンツリー 風力と太陽エネルギーの両方を収穫します。

建設、建築産業

建築規制。 気候と海面の変化により、より適応した建物が必要になります。 これらの必要な改善が予防または反応として得られるかどうかは疑問ですが、最終的にはそうなる必要があります. 

洪水が問題となっている場所では、隆起したインフラストラクチャと洪水耐性の強度に対する要件がさらに厳しくなります。 これには、現在の建物を維持するだけでなく、将来の新しい建設も含まれ、両方が洪水に強いことを確認します. 洪水はその一つです 最も費用のかかる災害 そのため、建物の基礎が強固で、洪水線よりも高い位置にあることを確認することが重要です。 実際、洪水の増加により、一部の場所は完全に建物の立ち入り禁止になる可能性があります。 

水が不足している場所に関しては、建物はより節水型にならなければなりません。 これは、低流量のトイレ、シャワー、蛇口などの変更を意味します。 地域によっては、お風呂に別れを告げなければならないことさえあります。 知っている。 これも私を動揺させます。

さらに、効率的な暖房と冷房を促進するために、建物にはより優れた断熱材と建築が必要になります。 前述のように、多くの場所で空調の必要性が高まっているため、建物がこの需要の一部を軽減するのに役立つことを確認することは大きな助けになります.

最後に、都市にもたらされ始めたイノベーションは、 緑の屋根. これは、建物の屋上に庭、草、または何らかの形の植物があることを意味します。 屋上庭園のポイントは何かと尋ねると、温度と音の断熱、雨の吸収、空気の質の改善、「ヒート アイランド」の減少、生物多様性の増加、そして全体的に美しいことなど、実際に大きな利点があることを知って驚くかもしれません。 これらの緑の屋根は都心部の環境を大幅に改善するため、都市は新しい建物ごとに緑の屋根またはソーラー パネルを必要とし始めます。 サンフランシスコはすでに これをやった!

ビーチと海岸。 沿岸の建物はますます実用的ではなくなりつつあります。 誰もが海辺の物件を愛していますが、海面が上昇すると、残念ながらこれらの場所が最初に水没することになります。 おそらく、これについての唯一の肯定的なことは、もう少し内陸に住む人々にとって、すぐにビーチにずっと近づく可能性があることでしょう. しかし実際には、海の近くでの建設は停止しなければなりません。なぜなら、これらの建物はいずれも、嵐の増加や潮の満ち引き​​に耐えられなくなるからです。

護岸。 防波堤に関して言えば、気候変動に対処するために、防波堤はますます一般的になり、過度に使用されるようになるでしょう。 からの記事 サイエンティフィック·アメリカン は、「洪水のコストは保護プロジェクトの価格よりも高くつくため、世界中のすべての国が 90 年以内に海面上昇から身を守るために壁を構築するようになるだろう」と予測しています。 さて、追加の調査を行う前に私が知らなかったのは、この形の上げ潮を防ぐことは多くのことをするということです 沿岸環境へのダメージ. それらは、海岸侵食を悪化させ、海岸の自然な対処方法を台無しにする傾向があります。

私たちが海岸線で見始めるかもしれないXNUMXつの代替案は、 「生きた海岸線」 これらは 「自然に基づく構造」 湿地、砂丘、マングローブ、サンゴ礁などは防波堤と同じ働きをするだけでなく、海鳥や他の生き物に生息地を与えます。 建設規制がうまくいけば、これらのグリーンバージョンの護岸は、特に河川系、チェサピーク湾、五大湖などの保護された沿岸地域で、主要な保護プレーヤーになる可能性があります.

水路と緑のインフラ

カリフォルニアで育った私にとって、干ばつは常に話題の的でした。 残念ながら、これは気候変動によって改善されていない問題の XNUMX つです。 議論に投げ込まれ続けるXNUMXつの解決策は、他の場所から水を移送するインフラです。 シアトルまたはアラスカ. しかし、よく見ると、これは実用的ではないことがわかります。 代わりに、別の形態の節水インフラが「グリーン インフラ」と呼ばれるものです。 これは、雨桶などの構造物を使用して、基本的に雨水を集め、それをトイレの洗浄や庭や農業への水やりなどに使用することを意味します。 これらの手法を使用することで、カリフォルニア州が節約できると推定された研究 4.5 兆ガロンの水.

グリーン インフラストラクチャのもう XNUMX つの側面には、水を吸収する都市部を増やすことで地下水を再充電することが組み込まれています。 これには、透水性の高い舗装、余分な水を取り込むように特別に設計されたレインウォーター ガーデン、単純に都市周辺に雨水が地下水に染み込むように植物スペースを増やすことが含まれます。 前述の分析では、特定の地域におけるこの地下水涵養の値は、 $ 50万以上.

下水と廃棄物

下水。 明らかに、私は最後に最高のトピックを保存しました. 気候変動の結果としての下水インフラストラクチャーへの最大の変化は、処理場をより効果的にし、システム全体をより洪水に耐えられるようにすることです。 洪水が発生している場所では、現在、下水システムが多くの水を受け入れるように設定されていないことが問題です。 これは、洪水が発生すると、下水が近くの小川や川に流れ込むか、洪水が下水管に浸透し、「下水道のオーバーフロー」 名前は一目瞭然ですが、基本的には下水道がオーバーフローし、濃縮された生の下水が周囲の環境に広がることです. この背後にある問題はおそらく想像できるでしょう。 そうでない場合は、大量の水汚染とその結果生じる病気の線に沿って考えてください. 将来のインフラストラクチャは、オーバーフローに対処し、そのメンテナンスを注意深く監視する新しい方法を見つける必要があります。

一方、干ばつのある場所では、下水道に関していくつかの別の概念が浮かんでいます。 XNUMX つは、システム全体で使用する水の量を減らして、余分な水を他のニーズに使用することです。 しかし、その場合、下水の濃縮、それをうまく処理する方法、そして濃縮された下水がインフラに与えるダメージについて心配する必要があります。 私たちがもてあそび始めるかもしれないもう XNUMX つの概念は、処理後に水を再利用することであり、そのろ過された水の品質がさらに重要になります。

嵐の水。 雨水と洪水の背後にある問題については、すでにかなりの量を話しましたので、あまり繰り返しません。 」についての講演で2025 年までにチェサピーク湾を復元する: 順調に進んでいるか?」、チェサピーク湾財団の上級弁護士、 ペギー・サナー、雨水からの流出汚染の問題を提起し、それは「汚染の最大の部門の15つ」であると述べた. Sanner 氏は、雨水汚染の大きな解決策は、洪水を減らす方法に沿っていると説明しています。 つまり、水を吸収できる土地が増えるということです。 彼女は、「いったん土壌に浸透すると、その流出は減速し、冷却され、きれいになり、地下水を通って水路に入ることがよくあります.」 ただし、これらの新しい形式のインフラストラクチャを配置するには、通常、非常に費用がかかり、長い時間がかかることを彼女は認めています。 これは、運が良ければ、今後 25 年から XNUMX 年でさらに多くの現象が見られる可能性があることを意味します。

廃棄物。 最後に一般廃棄物です。 社会のこの部分の最大の変化は、うまくいけばそれを減らすことです. 統計を見ると、埋め立て地、焼却炉、堆肥、さらにはリサイクルなどの廃棄物施設が、米国の温室効果ガス排出量の最大 XNUMX% を引き起こしています。 これは大したことではないように思えるかもしれませんが、すべてのものがどのようにしてゴミになるか (生産、輸送、リサイクル) と合わせると、およそ 米国の温室効果ガス排出量の42％.

これだけの影響があるため、気候変動を悪化させずにこの量の廃棄物を維持することはできません。 視野を狭めてインフラへの影響だけを見ても、すでに十分に悪いように思えます。 願わくば、前述の多くの解決策と実践を導入することで、人類は別の種類の影響を与え始めることができます。